Honda là thành viên của đội tuyển Olympic Nhật Bản tham dự Vòng chung kết giải vô địch bóng đá U-20 thế giới và vòng loại Thế vận hội Mùa hè 2008 (tại vòng loại này, anh đã từng ghi bàn vào lưới Đội tuyển bóng đá U-23 quốc gia Việt Nam).

Anh có trận đấu đầu tiên cho đội tuyển Nhật Bản vào ngày 22 tháng 6 năm 2008 trong trận đấu vòng loại Giải vô địch bóng đá thế giới 2010 với Bahrain.[50] Ngày 14 tháng 7 năm 2008, anh có tên trong danh sách chính thức của đội tuyển Nhật Bản tham dự Thế vận hội tại Bắc Kinh 2008.[51] Honda có bàn thắng đầu tiên cho tuyển Nhật Bản vào ngày 27 tháng 5 năm 2009 trong trận đấu giao hữu với Chile tại Cúp Kirin ở Sân vận động Nagai, Ōsaka.[52]

Ngày 4 tháng 3 năm 2010, Honda ghi bàn thắng ấn định tỉ số 2–0 trong trận đấu cuối cùng của đội tuyển Nhật Bản tại vòng loại Cúp bóng đá châu Á 2011 với Bahrain. Ngày 10 tháng 5, anh có tên trong danh sách 23 cầu thủ Nhật Bản tham dự Giải bóng đá vô địch thế giới 2010 tại Nam Phi do huấn luyện viên Okada Takeshi công bố.[53]

World Cup 2010

Ngày 14 tháng 6 năm 2010, Honda đã ghi bàn thắng duy nhất trong trận đấu với Cameroon giúp Nhật Bản giành được 3 điểm đầu tiên tại Giải vô địch bóng đá thế giới 2010[54] và đây cũng là chiến thắng đầu tiên của đội tuyển Nhật Bản tại một kỳ World Cup tổ chức ở nước ngoài.[55] Sau trận đấu, anh đã được FIFA chọn làm Cầu thủ xuất sắc nhất trận.[56] Ngày 24 tháng 6, trong trận đấu cuối cùng của vòng bảng với Đan Mạch, Honda đã tiếp tục toả sáng giúp đội tuyển Nhật Bản giành quyền vào vòng 1/16. Anh mở tỉ số trận đấu ở phút 17 với cú sút phạt từ khoảng cách 32m vào góc xa làm sững sờ thủ môn Thomas Sorensen. Đến phút 89, anh có pha xử lý kỹ thuật loại bỏ hoàn toàn hàng phòng ngự Đan Mạch, rồi thực hiện đường chuyền ngang cho Okazaki Shinji đệm bóng vào khung thành bỏ trống ấn định tỉ số 3–1.[57][58] Do đó, Honda đã được FIFA chọn làm Cầu thủ xuất sắc nhất trận đấu và đây là lần thứ hai tại Giải bóng đá vô địch thế giới 2010, anh nhận được danh hiệu này.[59] Huấn luyện viên đội tuyển Đan Mạch Morten Olsen cũng khen ngợi Honda "Cậu ta là một cầu thủ tuyệt vời, có khả năng giữ bóng rất tốt.[60]"

Ngày 29 tháng 6, đội tuyển Nhật Bản đã bị loại tại vòng 1/16 sau khi để thua đội tuyển Paraguay 5–3 ở loạt sút luân lưu sau 120 phút hai đội hoà nhau 0–0. Mặc dù vậy, Honda vẫn tiếp tục giành được danh hiệu Cầu thủ xuất sắc nhất trận đấu của FIFA.[61] Sau khi kết thúc giải đấu, theo thống kê của FIFA, Honda là cầu thủ có số lần phạm lỗi nhiều nhất giải với 19 lần.[62]

Asian Cup 2011

Honda tiếp tục có tên trong đội hình đội tuyển Nhật Bản tham dự Cúp bóng đá châu Á 2011 tại Qatar.[63] Anh ghi bàn ấn định tỉ số trong chiến thắng 2–1 trước Syria từ chấm phạt đền ở lượt trận thứ hai vòng bảng ngày 13 tháng 1.[64] Trong trận bán kết với Hàn Quốc, quả phạt đền của anh ở phút 97 bị thủ môn Jung Sung-Ryong đẩy ra nhưng đồng đội của anh là Hosogai Hajime đã ập vào đá bồi kịp thời nâng tỉ số lên 2–1. Tuy nhiên sau đó trong loạt sút luân lưu, Honda đã thực hiện thành công quả phạt đền của mình.[65] Nhật Bản giành thắng lợi 3–0 sau loạt sút luân lưu để vào chung kết gặp Úc. Trong trận chung kết, Nhật Bản tiếp tục đánh bại Úc 1–0 để chính thức giành ngôi vô địch.

Honda sau đó đã được AFC chọn làm Cầu thủ xuất sắc nhất Cúp bóng đá châu Á 2011 sau khi vượt qua các ứng viên khác như Park Ji Sung, Mark Schwarzer và Server Djeparov.[66][67]

Confederation Cup 2013

Ngày 9 tháng 6 năm 2012, Honda lập hat-trick đầu tiên cho đội tuyển trong thắng lợi 6-0 trước Jordan tại vòng loại World Cup 2014.[68]

Với chức vô địch châu Á, Honda đã cùng đội tuyển Nhật Bản tham dự Cúp Liên đoàn các châu lục 2013 tại Brasil.[69] Sau trận ra quân thua chủ nhà Brasil 0–3[70], Nhật Bản bước vào trận quyết định với Ý. Honda ghi bàn thắng mở tỉ số nhưng chung cuộc Nhật Bản để thua 4–3 và chính thức bị loại.[71]

World Cup 2014

Honda có tên trong danh sách 23 cầu thủ Nhật Bản tham dự Giải bóng đá vô địch thế giới 2014 tại Brasil.[72] Chỉ sau 16 phút trận mở màn của đội tuyển Nhật Bản tại bảng C với Bờ Biển Ngà, Honda đã mở tỉ số cho Nhật Bản với cú sút căng bằng chân trái trong vòng cấm.[73] Tuy nhiên sau đó Bờ Biển Ngà đã lội ngược dòng thành công thắng lại 2–1. Ở trận đấu tiếp theo với Hy Lạp ngày 19 tháng 6 với kết quả hòa 0–0 chung cuộc, anh được FIFA bầu chọn là Cầu thủ xuất sắc nhất trận đấu.[74] Tuy nhiên, trận thua 1–4 sau đó trước Colombia đã khiến đội tuyển Nhật Bản bị loại ngay sau vòng bảng. Đích thâm Honda phải lên tiếng xin lỗi các CĐV nhà sau thất bại này.[75]

Asian Cup 2015

Tháng 12 năm 2014, Honda được tân huấn luyện viên Javier Aguirre điền tên vào đội hình đội tuyển tham dự Cúp bóng đá châu Á 2015 tại Úc.[76] Anh đã ghi bàn trong cả ba trận vòng bảng với Palestine, Iraq và Jordan trong đó có 2 bàn từ chấm phạt đền để giúp Nhật Bản giành ngôi đầu bảng với 9 điểm tuyệt đối.[77][78][79]

Nhật Bản sau đó đã bất ngờ chính thức trở thành "cựu vương" của Cúp bóng đá châu Á sau thất bại 4–5 trên chấm luân lưu trước UAE tại tứ kết, trong đó Honda và Kagawa là những cầu thủ Nhật Bản đã đá hỏng phạt đền.[80]

World Cup 2018

Ngày 31 tháng 5 năm 2018, Honda được chọn tham dự giải đấu World Cup lần thứ ba trong sự nghiệp tại Nga sau khi huấn luyện viên Nishino Akira chốt danh sách 23 cầu thủ chính thức.[81]. Trong trận đấu đầu tiên gặp Colombia, anh ra sân từ ghế dự bị và để lại dấu ấn với pha đá phạt góc cho Osako Yuya đánh đầu ghi bàn ấn định chiến thắng 2-1 cho đội nhà. Trong trận đấu tiếp theo trước Sénégal, anh lại ra sân từ ghế dự bị và trở thành cầu thủ Nhật Bản đầu tiên ghi bàn ở cả ba kỳ World Cup liên tiếp với bàn thắng gỡ hòa 2-2 từ một pha dứt điểm cận thành. Đội tuyển Nhật Bản sau đó vượt qua vòng bảng xếp trên Senegal do hơn về chỉ số fair-play nhưng thua chung cuộc 2-3 trước Bỉ ở vòng 16 đội dù Nhật Bản đã có 2 bàn thắng dẫn trước. Sau giải đấu đó, Honda ban đầu tuyên bố chia tay đội tuyển quốc gia sau 10 năm gắn bó nhưng sau khi gia nhập CLB mới Melbourne Victory, anh tiết lộ mong muốn được chơi một giải đấu cuối cùng trong sự nghiệp quốc tế bằng cách tham dự Thế vận hội Mùa hè 2020 diễn ra tại Tokyo.[82].